Таненбаум Э. Распределенные системы. Принципы и парадигмы

Подождите немного. Документ загружается.

13.1.

Литература

для

дополнительного чтения 791

подход к синхронизации, распределенному согласованию, репликации и отказо-

устойчивости.

Geihs,

«Middleware Challenges Ahead»

в этой статье автор дает краткий обзор промежуточного уровня распределенных

систем, в основном делая упор на том, что может потребоваться для систем про-

межуточного уровня в будущем. В статье обсуждаются модели программирова-

ния, пользовательские настройки и вопросы, связанные с мобильными вычисле-

ниями.

Mullender, Distributed Systems, 2nd ed.

Труды летней школы, содержащие 21 статью ведущих разработчиков распреде-

ленных систем и посвященные моделированию, специфицированию, отказоустой-

чивости, проблемам реального времени, связи, именованию, файловым системам,

планированию и, наконец, защите. Хотя в книге не упоминаются последние раз-

работки, она все еще охватывает множество вопросов, относящихся к распреде-

ленным системам в целом.

Neuman,

«Scale in Distributed Systems»

Одна из немногих статей, содержащих систематическое изложение материалов

по вопросам масштабирования в распределенных системах. Рассматривается при-

менение для этой цели кэширования, репликации и распределенного выполне-

ния; приводится множество практических рекомендаций по применению этих

методик при разработке крупномасштабных систем.

Silberschatz et al., Applied Operating

System Concepts

Основной учебник по операционным системам, содержащий материалы с упором

на файловые системы и распределенные системы согласования.

Umar, Object-Oriented Client/Server

Internet Environments

He слишком формальная книга, посвященная исключительно системам клиент-

сервер, которая охватывает традиционные темы, такие как обработка транзакций

и удаленный доступ к базам данных. Позволяет получить представление о том,

какое количество людей реально интересуется распределенными системами.

Verissimo and Rodrigues, Distributed Systems

for Systems Architects

Требующая значительной подготовки книга по распределенным системам, охва-

тывающая в основном те же материалы, что и книга, которую вы держите в руках.

Повышенное внимание уделяется вопросам отказоустойчивости и распределен-

ным системам реального времени. Также особое влияние уделяется управлению

распределенными системами.

792 Глава

13.

Библиография

13.1.2.

Связь

Birrell and Nelson, «Implementing Remote Procedure Calls»

Классический труд

по

проектированию

реализации одной

из

первых систем

удаленного вызова процедур.

Crowcroftetal., Internetworking Multimedia

Всеобъемлющая книга по передаче мультимедиа через Интернет. В ней описыва-

ются транспортные протоколы передачи мультимедиа, организация сеансов,

управление конференциями, получение данных

по

запросу,

также вопросы

за-

щиты

при

обмене мультимедийной информацией.

Halsall,

Multimedia Communications—Applications,

Networks, Protocols, and Standards

Обширный труд,

котором содержится описание множества сетевых протоколов

передачи мультимедиа, охватывающий также подавляющее большинство тради-

ционных материалов по сетям. К темам, связанным

мультимедиа, относятся

се-

ти мультимедиа, представление информации

методы сжатия.

Kurose and Ross, Computer Networking,

A Тор-Down Approach Featuring the Internet

Хорошее общее руководство, содержащее полную информацию

по

компьютер-

ным сетям. Основы описываются исключительно полно

детально. Изучив

их,

можно получить исчерпывающее представление

процессах взаимодействия

распределенных системах.

Oram,

Peer-to-Peer: Harnessing the Benefits

of a Disruptive Technology

Следующее поколение распределенных систем, возможно, будет создаваться

виде эпизодически объединяемых через Интернет компьютеров конечных поль-

зователей. Эта книга содержит несколько статей, посвященных одноранговым се-

тям. Кроме того,

ней обсуждаются вопросы защиты, доверия

ответственности.

Waldo, «Remote Procedure Calls and Java

Remote Method Invocation»

Хорошо написанное

легкое

для

чтения обсуждение сходств

различий между

технологиями

RPC и RMI,

написанное одним

из

основных разработчиков рас-

пределенных технологий Java.

13.1.3.

Процессы

Andrews, Foundations of Multithreaded, Parallel,

and Distributed Programming

Если

вам

когда-нибудь придется серьезно заняться программированием парал-

лельных

распределенных CPICTCM,

эта

книга вам пригодится.

13.1.

Литература для дополнительного чтения 793

Lewis and Berg, Multithreaded Programming with Pthreads

Р-потоки выполнения (Pthreads)

—

это стандарт POSIX для реализации потоков

выполнения в операционных системах, который поддерживается операционны-

ми системами на базе UNIX. Хотя авторы сконцентрировали свое внимание на

Р-потоках, книга представляет собой хорошее введение в программирование по-

токов выполнения вообще. Она дает прочный фундамент для разработки много-

поточных приложений серверов и клиентов.

Milojicic et al., «Process Migration»

Великолепное и всестороннее исследование по переносу процессов, включая мо-

бильный код и мобильных агентов. Перенос процессов всегда манил разработчи-

ков распределенных операционных систем, но так никогда и не был реализован.

Эта статья дополнит материалы по переносу кода из главы 3.

Nwana and Ndumu, «А Perspective on Software

Agents Research»

Критический обзор о том, что обещали разработчики систем на базе агентов и что

у них на самом деле получилось, написанное двумя авторитетами в этой области.

Они не слишком оптимистично настроены в вопросах практического примене-

ния агентов и утверждают, что основные проблемы начнутся при попытке разра-

ботать более мощные системы.

Schmidt et

а1.,

Pattern-Oriented Software Architecture

—

Patterns for Concurrent and Networked Objects

Лишь недавно разработчики начали присматриваться к общим шаблонам проек-

тирования распределенных систем. Эти шаблоны способны упростить разработ-

ку распределенных систем, так как позволяют программистам сосредоточиться

на специфических вопросах конкретной системы. В книге рассматриваются шаб-

лоны приложений для доступа к службам, обработки событий, синхронизации

и параллельной обработки.

13.1.4. Именование

Albitz and Liu, DNS and BIND

BIND

—

это открытая и широко используемая реализация DNS-сервера. В книге

рассматриваются все подробности организации домена DNS на базе BIND. Кро-

ме того, в ней содержится множество практических сведений по гигантским рас-

пределенным службам именования, используемым в настоящее время.

Hudson et а!., Garbage Collecting the World:

One Car at a Time

Одним из наиболее сложных вопросов, связанных со сборкой мусора в крупных

распределенных системах, является трассировка. В этой книге рассматривается

794 Глава 13. Библиография

альтернативный подход

сборке мусора, отчасти основанный на решениях, кото-

рые

мы

обсуждали

главе

Loshin,

Big Book of Lightweight Directory Access Protocol

(LDAP) RFCs

Системы

на

основе LDAP мгновенно завоевали популярность

распределенных

системах. Полный источник данных по службам LDAP

—

это рекомендации RFC,

которые публикует комитет IETF.

данном случае все рекомендации RFC, отно-

сящиеся

этой теме, собраны

одной книге, поэтому она является исчерпываю-

щим источником сведений

по

проектированию

реализации служб LDAP.

Needham, «Names»

Великолепная легко читаемая статья

роли имен

распределенных системах.

Упор делается

на

системы именования, которые мы рассматривали

разделе

4.1,

в качестве примера рассматривается система GNS компании DEC.

Pitoura and Samaras, «Locating Objects in Mobile Computing»

Эта статья

—

прекрасное введение

вопросы локализации. Авторы обсуждают

различные типы служб локализации, включая соответствующие службы

систе-

мах телекоммуникаций. Имеется обширный список ссылок, который может быть

использован в качестве исходной точки для подборки материалов для изучения.

Saltzer, «Naming and Binding Objects»

Хотя книга была написана

1978 году

упор

в ней

делается

на

нераспределен-

ные объекты, она может стать хорошей отправной точкой для дальнейших иссле-

дований

области именования. Автор проделал потрясающую работу по отноше-

ниям между именами

объектами и, в частности, по разрешению имени

объект,

на который

оно

указывает. Отдельное внимание уделяется концепции механиз-

мов свертывания.

13.1.5.

Синхронизация

Anceaume and Puaut, «Performance Evaluation of Clock

Synchronization Algorithms»

в этом отчете содержится разбор нескольких общеизвестных алгоритмов синхро-

низации часов. Кроме того,

нем приведен модельный анализ производительно-

сти нескольких алгоритмов с учетом вопросов отказоустойчивости. Также приво-

дится обзор свойств разных алгоритмов.

Babaoglu and Marzullo, «Consistent Global States

of Distributed Systems: Fundamental Concepts and

Mechanisms»

Великолепное, хотя излишне теоретизированное описание глобального состоя-

ния

распределенных системах. Статья содержит материалы

по

логическим

13.1.

Литература для дополнительного чтения 795

и векторным часам, распределенным снимкам состояния и глобальным преди-

катам.

Gray and Reuter, Transaction Processing: Concepts

and Techniques

Исчерпывающее исследование по транзакциям, как распределенным, так и нерас-

пределенным, для распределенных и нераспределенных систем. В книге последо-

вательно рассматриваются подходы к обработке транзакций с описанием множе-

ства деталей и возможностей. Если вы ищете книгу, в которой умещается все, что

на сегодня известно по транзакциям, это то, что вам нужно.

Lynch,

Distributed Algorithms

в книге по единому шаблону описываются разные типы распределенных алго-

ритмов. Обсуждаются три модели синхронизации

—

простые синхронные моде-

ли,

асинхронные модели и частично синхронные модели, лежащие ближе всего

к реальным системам. Если вам требуется теоретическое описание, вы найдете

в этой книге множество полезных алгоритмов.

Raynal and Singhal, «Logical Time: Capturing Causality

in Distributed Systems»

в этой работе в относительно простых терминах описываются три вида логиче-

ских

часов:

скалярное время (то есть отметки времени Лампорта), векторное вре-

мя и матричное время. Кроме того, в ней представлены различные реализации

времени, которые использовались во множестве практических и эксперименталь-

ных системах.

Wu,

Distributed System Design

Для практиков подобный кошмарный заголовок означает, что книга посвящена

теории процесса. Однако в ней представлены разнообразные распределенные ал-

горитмы, включая алгоритмы маршрутизации и распределения загрузки. Таким

образом, книга является хорошим дополнением к главе 5.

13.1.6.

Непротиворечивость и репликация

Ahamad and Kordale, «Scalable Consistency Protocols

for Distributed Services»

в этой работе описываются такие протоколы поддержания непротиворечивости,

в которых изменения не нужно немедленно передавать всем копиям. Вместо это-

го копия может находиться в предыдущем глобально непротиворечивом состоя-

нии и не переходить в другое состояние до тех пор, пока ее текущее состояние

соответствует последнему глобальному состоянию. Допустимость отставания ме-

жду текущим глобальным состоянием и локально непротиворечивым состоянием

является ключом к решению проблемы масштабируемости.

796 Глава 13. Библиография

Gray et al., «The Dangers of Replication

and a Solution»

в работе обсуждается разница между репликацией, реализующей модель после-

довательной непротиворечивости (так называемая «энергичная» репликация),

и «ленивой» репликацией. Оба вида репликации сформулированы в понятиях

транзакций. Проблема энергичной репликации

—

в ее плохой масштабируемости,

в то время как ленивая репликация легко может привести к тяжелым или вообш;е

неразрешимым конфликтам. Авторы предлагают гибридную схему.

Protic et al., «Distributed Shared Memory:

Concepts and Systems»

Модели непротиворечивости памяти играют важную роль в системах с распреде-

ленной разделяемой памятью, и большинство решений в этой области касаются

разработки подобных систем. В работе приводится хороший обзор систем подоб-

ного типа с кратким описанием различных моделей непротиворечивости.

Saito, «Consistency Management in Optimistic

Replication Algorithms»

в отчете представлена таксономия алгоритмов оптимистической репликации, ис-

пользуемых в моделях слабой непротиворечивости. Описан еще один взгляд на

репликацию и соответствующие протоколы непротиворечивости. Интересно об-

суждение масштабируемости различных решений. Отчет содержит исчерпываю-

щий список ссылок.

Yu and Vahdat, «Design and Evaluation of a Continuous

Consistency Model for Replicated Services»

в работе обсуждается система, которая могла бы поддерживать прикладные мо-

дели непротиворечивости. Необходимость дифференцирования моделей выво-

дится из соотношения между производительностью, доступностью и непротиво-

речивостью. Непротиворечивость определяется при помощи трех непрерывных

параметров: числа записей, которые реплрша может разрешить произвести бес-

контрольно, числа записей, которые можно выполнить локально до начала рас-

пространения изменений, и времени возможной задержки распространения из-

менений.

Wiesmann et al., «Understanding Replication in Databases

and Distributed Systems»

Существуют традиционные различия между репликацией в распределенных ба-

зах данных и распределенных системах общего назначения. В базах данных ос-

новной причиной репликации является увеличение производительности. В рас-

пределенных системах общего назначения репликация обычно производится для

повышения отказоустойчивости. В работе предложен удобный способ сравнения

этих двух подходов.

13.1.

Литература для дополнительного чтения

797

13.1.7.

Отказоустойчивость

Cristian and Fetzer, The Timed Asynchronous Distributed

System Model»

в работе рассматривается более реалистичная модель распределенных систем,

чем чисто синхронный

или

чисто асинхронный подходы. Введены

два

важных

предположения

—

том, что службы требуют для работы определенного времен-

ного интервала

и о том, что

связь ненадежна

допускает провалы пропускной

способности. В работе показана применимость этой модели для воспроизведения

основных свойств реальных распределенных систем.

Guerraoui and Schiper, «Software-Based Replication

for Fault Tolerance»

Краткий

ясный обзор применимости репликации для повышения отказоустой-

чивости

распределенных системах. Обсуждается репликация

на

основе первич-

ной копии

активная репликация,

также связь репликации

взаимодействием

в группе.

Guerraoui and Schiper, «А Generic Consensus Service»

Одна

из

проблем, связанных

отказоустойчивостью

распределенных системах,

состоит

слишком большом числе различных решений

протоколов, примени-

мость которых

определенных ситуациях трудно оценить. В этом документе опи-

сывается каркас, который позволяет собрать различные отказоустойчивые прото-

колы в единую модульную структуру и реализовать в форме выделенной службы.

Jalote, Fault Tolerance in Distributed Systems

Один

из

немногих учебников, посвященных собственно отказоустойчивости

распределенных системах. Книга охватывает надежную широковепдательную

рассылку, репликацию

устойчивость процессов. Имеется отдельная глава

по

отказам программного обеспечения.

Obraczka, «Multicast Transport Protocols: A Survey

and Taxonomy»

Существует большое количество протоколов массовой рассылки, созданных с це-

лью обеспечить надежность

глобальных системах. Комбинацию масштабируе-

мости

надежности

на

практике реализовать нелегко. Этот документ представ-

ляет собой обзор нескольких последних попыток реализации масштабируемой

надежной массовой рассылки.

13.1.8.

Защита

Anderson, Security Engineering: А Guide to Building

Dependable Distributed Systems

Одна из немногих удачных попыток охватить все вопросы защиты. В книге обсу-

ждаются базовые понятия

—

пароли, контроль доступа

криптография. Заш[ита

798 Глава 13. Библиография

в значительной степени зависит от прикладной области, поэтому вопросы защиты

обсуждаются в нескольких предметных областях, включая военное дело, банки,

медицинские системы. И наконец, рассматриваются социальные, организацион-

ные и политические аспекты защиты. Отличное начало для дальнейшего чтения

и исследований.

Blaze et al, «The Role of Trust Management In Distributed

Systems Security»

в этой работе утверждается, что крупномасштабные распределенные системы бу-

дущего должны быть в состоянии предоставлять доступ к ресурсам более про-

стыми способами, чем имеющиеся сейчас системы. В частности, если известно,

что запрос соответствует локальным правилам защиты, он должен удовлетво-

ряться. Другими словами, авторизация должна происходить без отдельных эта-

пов аутентификации и контроля доступа. Приводится соответствующая модель

и описываются способы ее реализации.

Ellison and Schneier, «Ten Risks of PKI: What You're Not

Being Told about Public Key Infrastructure»

Чтобы использовать открытые ключи, необходима инфраструктура для распро-

странения и поддержания этих ключей. Построение подобной инфраструктуры

—

дело непростое, и в этой статье объясняется, почему.

Kaufman et

а1.,

Network Security

Эта авторитетная и местами остроумная книга является лучшим введением в во-

просы сетевой защиты. В ней рассматриваются алгоритмы и протоколы секрет-

ных и открытых ключей, хэширование сообщений, идентификация, Kerberos и

электронная почта. Наиболее хороши дискуссии между авторами (а иногда и спо-

ры автора с самим собой).

Menezes at

а1.,

Handbook of Applied Cryptography

Название говорит само за себя. В книге описывается математический аппарат,

необходимый для понимания множества различных криптографических реше-

ний для шифрования, хэширования и т. п. Отдельные главы посвящены аутенти-

фикации, цифровым подписям, созданию и поддержанию ключей.

Schneier, Applied Cryptography

Великолепная книга, охватывающая все аспекты криптографии, а также описа-

ния и реализации множества протоколов защиты. Книга написана в первую оче-

редь для ученых-компьютерщиков. Это легко заметить, если сравнить ее с книга-

ми для математиков. Имеется исчерпывающий список ссылок на литературу для

дополнительного чтения.

Schneier, Secrets and Lies

Книга написана тем же автором, что и предыдущая. Она позволяет донести во-

просы защиты до людей, не имеющих к технике никакого отношения. Важно по-

нять,

что защита

—

это не только технологическая проблема. Прочтя эту книгу.

13.1.

Литература для дополнительного чтения 799

человек действительно понимает, что, возможно, большая часть рисков, связан-

ных с защитой, исходят от людей и организации их действий. Это серьезное до-

полнение к тем материалам, которые мы излагали в главе 8.

Sherif and Sechrouchni, Protocols for Secure

Electronic Commerce

Электронная коммерция

—

это новая область, для которой защита играет важ-

нейшую роль. Эта книга охватывает множество протоколов организации защи-

щенных транзакций в сетях, которым мы не доверяем. В круг обсуждаемых тем

входят платежные системы, коммерческие операции между организациями, уда-

ленные платежи по банковским картам, микроплатежи и многое другое.

13.1.9.

Распределенные системы объектов

Eddon and Eddon, Inside Distributed COM

Один из лучших способов лучше понять модель Distributed СОМ

—

узнать, что

происходит за кулисами. В этой книге содержится множество технических дета-

лей, имеющих отношение к DCOM, с примерами кода. Она охватывает компо-

ненты, библиотеки типов, потоки выполнения, моникеры, маршалинг, защиту

еще многое другое.

Emmerich, Engineering Distributed Objects

Великолепная книга, посвященная непосредственно технологии удаленных объ-

ектов и уделяющая особое внимание CORBA, DCOM и RMI для

Java.

Таким об-

разом, она предоставляет хорошую базу для сравнения этих трех популярных

объектных моделей. Кроме того, представлен материал по проектированию сис-

тем удаленных объектов, использованию различных способов связи, локализа-

ции объектов, сохранности, транзакциям и защите.

Grimshaw et

а1.,

«Architectural Support for Extensibility

and Autonomy in Wide-Area Distributed Object Systems

Legion

—

это глобальная распределенная система объектов, которая, подобно Globe,

предназначена для поддержания глобальных приложений, но с упором на при-

ложения, требующие интенсивных вычислений. Legion предлагает модель уда-

ленных объектов. В рассматриваемом отчете содержится множество важных под-

робностей по структуре Legion, что позволяет сравнить эту систему с другими,

о которых мы говорили в главе 9.

Henning and Vinoski, Advanced CORBA

Programming witli C++

Если вам необходима информация о программировании CORBA, вашим выбо-

ром должна стать эта книга. Написанная двумя людьми, которые занимались

описанием и разработкой систем CORBA, книга наполнена практическими и тех-

800 Глава 13. Библиография

ническими подробностями, которые не ограничиваются одной реализацией

CORBA.

Siegel,

«CORBA and the ОМА in Enterprise Computing»

Эта статья представляет собой хорошее несложное введение в технологию

CORBA без той массы деталей, которые имеются в главе

Статья в основном по-

священа вопросам архитектуры CORBA.

13.1.10.

Распределенные файловые системы

Groenvail et al., «The Design of a Multicast-based

Distributed File System»

Существует множество распределенных файловых систем, часто отличающихся

лишь минимальными особенностями архитектуры. В этом документе описывает-

ся абсолютно иной подход к файловым системам, названный JetFile и предпола-

гающий крупномасштабное использование масштабируемой надежной группо-

вой рассылки, которую мы обсуждали в главе

JetFile позволяет клиентам вести

себя подобно серверам.

Lee et

а1.,

«Operation-based Update Propagation

in a Mobile File System»

Одна из проблем, возникаюш.их в файловых системах с поддержкой мобильных

агентов при операциях в автономном режиме, состоит в том, что обновление

крупных файлов

—

довольно дорогостоящая операция. В подобных случаях при

очередном подключении необходимо передать с клиента на сервер весь файл це-

ликом, используя для этого низкоскоростное соединение типа беспроводной сети.

В этом документе описывается решение, состоящее в переносе операции обнов-

ления на суррогатного клиента, имеющего хорошую связь с сервером.

Rao and Peterson, «Accessing Files in an Internet:

The Jade File System»

в статье описана одна из новых файловых систем, которая позволяет пользовате-

лю Интернета комбинировать различные файловые системы. Модель именова-

ния Jade похожа на граф именования, который мы рассматривали в главе 4. Каж-

дый пользователь строит собственное локальное пространство имен и монтирует

удаленные пространства имен, задавая контактный адрес удаленного файлового

сервера и требуемый протокол доступа.

Spasojevic and Satyanarayanan, «An Empirical Study

of a Wide-Area Distributed File System»

в статье содержится описание рабочих характеристик файловой системы AFS,

послужившей базой для создания Coda. Интересной статью делает тот факт, что

AFS поддерживают более 1000 серверов и 20 000 клиентов, разбросанных по все-

му Интернету. Таким образом, это, может быть, самая большая из разработанных